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Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf Tecido nervoso: 1. Neurônios: São células altamente excitáveis – se comunicam entre si ou com células efetoras – usando uma linguagem elétrica – potencial de membrana. A maioria dos neurônios possui três regiões responsáveis por funções especializadas: - Corpo celular: −> Contém núcleo e o citoplasma com as organelas citoplasmáticas usualmente encontradas em outras células. −> Núcleo geralmente vesiculoso, com um ou mais nucléolos evidentes. −> Citoplasma (pericário ou soma) rico em ribossomos, retículo endoplasmático rugoso e liso, aparelho de Golgi – organelas envolvidas com síntese de proteínas. −> Corpúsculo de Nissl (gumos basófilos também conhecidos como substância cromidial): local de concentração de retículo endoplasmático e ribossomos. −> Mitocôndrias abundantes – todo pericário, sobretudo nos corpúsculos de Nissl. −> Microtúbulos e microfilamentos de actina são idênticos de células não neuronais, mas os filamentos intermediários diferem, por sua constituição bioquímica, das demais células; são específicos dos neurônios, razão pela qual se denominam neurofilamentos. −> Centro metabólico do neurônio (corpo celular) é rico em lisossomos decorrentes de sua função de degradação e renovação de constituintes celulares, inclusive de membranas, além de ser responsável pela síntese de todas as proteínas neuronais. −> Apresenta forma variável −> Local de recepção de estímulos (através de contatos sinápticos) - Dendritos: −> Geralmente são curtos – ramificam-se profusamente – e possuem as mesmas organelas do pericário, no entanto, o aparelho de filho se limita às porções mais calibrosas, próximas ao pericárdio −> Especializados em receber estímulos, traduzindo-os em alterações do potencial de repouso da membrana – que se propagam em direção ao corpo do neurônio e do corpo ao cone de implantação do axônio. −> Espinhas Dendríticas: expansões da membrana plasmática – cada espinha é constituída por um componente distal globoso, ligado a superfície do dendrito por uma haste. A parte globosa está conectada a um ou dois terminais axônicos, formando com eles as sinapses axodendríticas. - Axônios: −> Presente na grande maioria dos neurônios. −> Originado do cone de implantação – do corpo ou de um dendrito principal, praticamente desprovida de substância cromidial. −> Apresenta comprimento variável. −> O citoplasma dos axônios contém: microtúbulos, neurofilamentos, microfilamentos, retículo endoplasmático liso, mitocôndrias e vesículas. −> É capaz de gerar, em seu segmento inicial, alteração do potencial de membrana, denominada potencial de ação ou impulso nervoso → despolarização da membrana. −> Através da porção terminal estabelecem comunicação com outros neurônios ou células efetoras. −> Alguns neurônios se especializam em secreções (neurossecretores): seus amônios terminam próximos a capilares sanguíneos, que captam o produto da secreção liberado. Ocorrem na região do hipotálamo. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf Classificação dos Neurônios Quanto a seus Prolongamentos: ● Multipolares: possui vários dendritos e um axônio (a maioria dos neurônios são multipolares) ● Bipolares: Um dendrito e um axônio – retina e gânglio espiral do ouvido interno. ● Pseudounipolares: os corpos celulares se localizam nos gânglios sensitivos. Um prolongamento deixa o corpo celular, dividindo-se como um T, em dois ramos, um periférico e outro central – o da periferia forma terminação nervosa sensitiva, e o outro dirige-se ao SNC onde estabelece contato com outros neurônios. OBS: Ambos os prolongamentos têm estrutura de axônio, embora o ramo periférico conduza o impulso nervoso em direção ao pericário, como um dendrito. Como um axônio, o ramo periférico é capaz de gerar potencial de ação. No entanto, a zona de gatilho situa-se perto da terminação nervosa sensitiva. Classificação dos neurônios quando a sua função: ● Sensitivos ou aferentes – Recebem os estímulos produzidos fora do corpo e internamente. ● Motores ou eferentes – Conduzem o impulso nervoso para glândulas, músculos lisos e estriados. ● Interneurônios – São aqueles que conectam um neurônio a outro, sendo encontrados no SNC. 2. Neuróglia: Ao contrário dos neurônios, as células da neuróglia são capazes de se dividir por mitose. -> Neuróglia do SNC: No sistema nervoso central, a neuróglia compreende: astrócitos, oligodendrócitos, microgliócitos e um tipo de glia com disposição epitelial, as células ependimárias. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf Essas células, com provável exceção dos microgliócitos, derivam do neuroectoderma. Os astrócitos e oligodendrócitos são coletivamente denominados como macróglia e os microgliócitos como micróglia. - Astrócitos: São abundantes e caracterizados por inúmeros prolongamentos, restando pequena massa citoplasmática ao redor do núcleo. Reconhecem-se dois tipos: -> Astrócitos protoplasmáticos: localizados na substância cinzenta, apresentam prolongamentos mais espessos e curtos que se ramificam profusamente -> Astrócitos fibrosos: encontrados na substância branca, apresentam prolongamentos finos e longos e ramificam-se relativamente pouco Possuíam riqueza em filamentos intermediários constituídos por polipeptídio específico da glia. Ambos os tipos de astrócitos, através de expansões conhecidas como pés vasculares, se apoiam em capilares sanguíneos. Tem funções de sustentação e isolamento de neurônios. Os astrócitos são também importantes para a função neuronal, uma vez que participam do controle dos níveis de potássio extraneuronal, captando esse Íon e, assim, ajudando na manutenção de sua baixa concentração extracelular. Também contribuem para a recaptação de neurotransmissores, em especial o glutamato, cujo excesso, causado por disparos axonais repetitivos, é tóxico para os neurônios. axonais repetitivos, é tóxico para os neurônios. Constituem também o principal sítio de armazenagem de glicogênio no sistema nervoso central, havendo evidências de que podem liberar glicose pelos neurônios. Nos casos de lesão do tecido, os astrócitos ativados aumentam localmente por mitoses e ocupam áreas lesadas à maneira de cicatriz. Em caso de degeneração axônica, adquirem função fagocítica nas sinapses, ou seja, qualquer botão sináptico em degeneração é fagocitado por astrócitos. Os astrócitos também secretam fatores neurotróficos essenciais para a sobrevivência e manutenção de neurônios. - Oligodendrócitos: São menores que os astrócitos e possuem poucos prolongamentos, que também podem formar pés vasculares. Conforme sua localização, distinguem-se dois tipos: oligodendrócito satélite ou perineuronal, situado junto ao corpo celular e dendritos e oligodendrócito fascicular encontrado junto às fibras nervosas. Os oligodendrócitos fasciculares são responsáveis pela formação da bainha de mielina em axônios do sistema nervoso central. - Microgliócitos: São células pequenas e alongadas, com núcleo denso e também alongado com contorno irregular. Possuem poucos prolongamentos, que partem das suas extremidades. Possuem função fagocítica e são encontradas tanto na substância branca quanto na cinzenta – aumentam em caso de injúria e inflamação. Evidências indicam serem os microgliócitos de origem mesodérmica ou, mais precisamente, de monócitos, equivalente, no sistema nervoso central, a um tipo demacrófago com funções de remoção, por fagocitose, de células mortas, detritos e microrganismos invasores. Adquirem forma ameboide quando ativados. Apresentam antígenos – papel central na resposta imune no sistema nervoso central. - Células Ependimárias: Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf São remanescentes do neuroepitélio embrionário, sendo coletivamente designadas epêndima ou epitélio ependimário (Células cubóides ou prismáticas que servem de revestimento (epitélio de revestimento) para as paredes dos ventrículos cerebrais, aqueduto cerebral e do canal da medula espinhal). Apresentam inúmeras microvilosidades e geralmente são ciliadas. Constituem os plexos coróides (as células ependimárias nos ventrículos cerebrais são modificadas, recobrindo tufos de tecido conjuntivo, rico em capilares sanguíneos, que se projetam da pia-máter) responsáveis pela formação do líquor. -> Neuróglia do SNP: A neuróglia periférica compreende as células satélites ou anfícitos e as células de Schwann, derivadas da crista neural. Na verdade, essas células podem ser consideradas como um único tipo de célula, que pode expressar dois fenótipos dependendo da parte do neurônio com que se relaciona. - As células satélites envolvem pericários dos neurônios, dos gânglios sensitivos e do sistema nervoso autônomo; são lamelares ou achatadas, dispostas de encontro aos neurônios. - As células de Schwann circundam os axônios, formando seus envoltórios, quais sejam, a bainha de mielina e o neurilema. têm núcleos ovoides ou alongados, com nucléolos evidentes. Em caso de injúria de nervos, as células de Schwann desempenham importante papel na regeneração das fibras nervosas, fornecendo substrato que permite o apoio e o crescimento dos axônios em regeneração. Apresentam capacidade fagocítica e podem secretar fatores tróficos que, captados pelo axônio e transportados ao corpo celular, vão desencadear ou incrementar o processo de regeneração axônica. Fibras nervosas: Uma fibra nervosa compreende um axônio e, quando presentes, seus envoltórios de origem glial. O principal envoltório das fibras nervosas é a bainha de mielina, que funciona como isolante elétrico. Quando envolvidos por bainha de mielina, os axônios são denominados fibras nervosas mielínicas. Na ausência de mielina, denominam-se fibras nervosas amielínicas. Ambos os tipos ocorrem tanto no sistema nervoso periférico como no central, sendo a bainha de mielina formada por células de Schwann, no periférico, e por oligodendrócitos, no central. - No SNC as fibras nervosas reúnem-se em feixes denominados de tractos ou fascículos. - No SNP também se agrupam em feixes, formando nervos. No sistema nervoso central, distinguem- se, macroscopicamente, as áreas contendo basicamente fibras nervosas mielínicas e neuróglia (substância branca) daquelas em que se concentram os corpos dos neurônios, fibras amielínicas, além da neuróglia (substância cinzenta) ● Fibras mielínicas: No SNP, logo após seus segmentos iniciais, cada axônio é circundado por células de Schwann, que se colocam em intervalos ao longo de seu comprimento. Nos axônios motores e na maioria dos sensitivos, essas células formam duas bainhas, a de mielina e de neurilema. Para isso, cada célula de Schwann forma um curto cilindro de mielina, dentro do qual localiza-se o axônio; o restante da célula fica completamente achatado sobre a mielina, formando a segunda bainha, o neurilema. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf - Essas bainhas interrompem-se a intervalos mais ou menos regulares para cada tipo de fibra → essas interrupções são chamadas de nódulos de ranvier e cada segmento de fibra situado entre eles é denominado internódulo (Cada internódulo compreende a região ocupada por uma célula de Schwann). OBS: No nível de arborização terminal do axônio, a bainha de mielina desaparece, mas o neurilema continua até as proximidades das terminações nervosas motoras ou sensitivas. No SNC, prolongamentos de oligodendrócitos provêm a bainha de mielina. Os corpos dessas células ficam a uma certa distância do axônio, de modo que não há formação de qualquer estrutura semelhante ao neurilema. A bainha de mielina é formada por uma série de lamelas concêntricas, originadas de voltas de membrana da célula glial ao redor do axônio. É composta basicamente de lipídeos e proteínas → riqueza de fosfolipídios. No SNP a mielina apresenta constituição proteica diferente daquela do SNC. - Ao longo dos axônios mielínicos, os canais de sódio e potássio sensíveis à voltagem encontram-se apenas nos nódulos de Ranvier, A condução do impulso nervoso é, portanto, saltatória, ou seja, potenciais de ação só ocorrem nos nódulos de Ranvier e saltam em direção ao nódulo mais distal, o que confere maior velocidade ao impulso nervoso. Isso é possível em razão do caráter isolante da bainha de mielina, que permite à corrente eletrotônica, provocada por cada potencial de ação, percorrer todo o internódulo sem extinguir-se. - Quanto maiores o internódulo e as espessuras do axônio e da mielina, mais rápida é a condução. Mielinização: O processo de mielinização ocorre durante a última parte do desenvolvimento fetal e durante o primeiro ano pós-natal. 1. Ocorre a partir do posicionamento das células de Schwann ao longo dos axônios 2. Em cada célula de Schwann forma- se um sulco ou goteira que contém o axônio 3. Posteriormente há o fechamento dessa goteira com formação de uma estrutura com dupla membrana (mesaxônio) 4. O mesaxônio, por sua vez, alonga- se e enrola-se ao redor do axônio várias vezes, e o citoplasma é expulso entre as voltas, ocorrendo a aposição das faces citoplasmáticas da membrana, com fusão, surgindo a linha densa principal, ou periódica, contínua, facilmente identificada nas secções transversais da bainha de mielina. -> As faces externas da membrana do mesaxônio também se encontram formando a linha densa menor, ou interperíodo. -> O restante da célula de Schwann (citoplasma e núcleo) forma o neurilema. -> O mesaxônio persiste tanto do lado do axônio (mesaxônio interno) como do lado do neurilema (mesaxônio externo). ● Em alguns pontos, formam-se as incisuras de Schmidt-Lantermann, que representam um conjunto de locais em que o citoplasma não foi expulso quanto da formação da linha densa principal. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf No SNC, o processo de mielinização é similar ao que ocorre na fibra nervosa periférica, com a diferença de que são os processos dos oligodendrócitos fasciculares os responsáveis pela formação da mielina. ● Ao contrário do que ocorre com a célula de Schwann, um mesmo oligodendrócito pode prover internódulos para 20-30 axônios. ● Fibras amielínicas: No SNP há fibras nervosas do SNA (fibras pós-ganglionares) e algumas fibras sensitivas muito finas, que se envolvem por células de Schwann (neurilema - camada externa que envolve as fibras nervosas e é composto pelas células de Schwann), sem que haja formação de mielina → cada célula de Schwann nessas fibras pode envolver em invaginações de sua membrana até 15 axônios. No SNC, as fibras amielínicas não apresentam envoltórios verdadeiros, ou seja, jamais uma célula glial envolve um axônio, à semelhança do que ocorre no periférico. Apenas os prolongamentos de astrócitos podem tocar os axônios amielínicos. - As fibras amielínicas conduzem o impulso nervoso mais lentamente,pois os conjuntos de canais de sódio e potássio sensíveis à voltagem não têm como se distanciar, ou seja, a ausência de mielina impede a condução saltatória. Sinapses: − A membrana do neurônio é excitável e permite que ele produza, conduza e transmita sinais elétricos a outros neurônios. Seus canais iônicos fazem permeabilidade seletiva. ● Canais abertos: deixam o íon passar continuamente ● Canais controlados por comportas: abrem em resposta a estímulos específicos Íons não conseguem atravessar a bicamada lipídica, por serem moléculas grandes - utilizam CANAIS IÔNICOS, que podem ser sem comportar (permanecem abertos) ou com comporta (abrem-se mediante estímulos específicos, podem ser ligante-dependentes: uma substância precisa se conectar; mecano- dependentes: estímulos mecanismo ou voltagem-dependentes: se abrem mediante alteração de voltagem) -> Na membrana neuronal existem canais de vazamento de K+ (ficam abertos e não precisam de estímulo nem controle) que permitem a saída lenta de potássio. A perda de potássio pelos canais de vazamento modifica o potencial de membrana e faz com que o neurônio saia da estabilidade. Essa mudança ativa a Na+/K+ ATPase, que coloca 2K+ para dentro e 3Na+ pra fora. -> Existem canais de sódio que são voltagem-dependentes e, por isso, no estado de repouso, estão fechados, não permitindo a entrada de sódio. Só abrem com algum estímulo de mudança de potencial. Se fecham a partir de +30mV/+35mV. -> No estado de repouso a célula é negativa internamente em relação ao meio Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf externo. Potássio em grande quantidade dentro da célula e pouco potássio fora da célula. Sódio e cloro em grande quantidade fora da célula e em menor quantidade dentro da célula. Canais abertos permitem o fluxo desses íons. O fluxo depende única e exclusivamente da concentração (gradiente eletroquímico). Os íons em maior concentração tendem a fluir para o meio de menor concentração. Porém o fluxo não é uniforme, já que o potássio é mais permeável que o sódio (no estado de repouso). Dessa forma, o fluxo de saída (efluxo) é maior que o fluxo de entrada (influxo). Isso significa que a célula está perdendo cargas positivas e recebendo menos carga positiva de volta, ficando negativa. Por isso a face interna da membrana é carregada negativamente, porque perde mais carga positiva do que ganha. Para evitar que as cargas se igualem, aqui entra a bomba sódio- potássio ATPase, em que tira 3Na+ e devolve 2K+, mantendo a carga negativa no interior. ● OBS: Quimicamente o transporte de íons ocorre até alcançar um equilíbrio de concentrações. Isto é, 50% de um lado e 50% do outro. Para evitar que as cargas se igualem temos o transporte ativo de membrana (contra o gradiente de concentração). > Potencial de repouso (-60mV/-70mV): Estado de inatividade de comunicação neuronal. Diferença de cargas dos meios intra e extracelular, sendo que o meio intracelular é negativo em relação ao meio extracelular. O íon principal que contribui para esse potencial é o potássio. - Determinantes do potencial de repouso: -> Propriedades de permeabilidade da membrana: alta permeabilidade plasmática ao potássio em relação ao sódio (aproxima o potencial de repouso ao potencial de equilíbrio do K+) -> Presença de mecanismos de transporte e ação de bombas: canais abertos, bomba de Na+/K+ATPase -> Distribuição diferente dos íons nos compartimentos celulares: alta concentração de potássio intracelular e sódio extracelular é alta concentração de proteínas e outros ânions (sobretudo moléculas orgânicas, grupos fosfato do ATP) > Potencial de ação (+35mV/+40mV): Evento elétrico transitório no qual ocorre a inversão (total ou parcial) da polaridade elétrica da membrana. Caminha em direção à positividade. Acontece apenas no final do axônio. ● Etapas do PA - Fase ascendente: despolarização (entrada de sódio através dos canais voltagem-dependentes, depois eles se tornam inativos e cessam a corrente de sódio) -> íon mais importante dessa fase é o sódio - Fase descendente: repolarização, fase mais rápida (saída de potássio: realizada pela abertura dos canais de potássio pouco depois que os de sódio fecham) - íon mais importante dessa fase é o potássio - Fase final: hiperpolarização (mais negativa que o estado de repouso: a saída de potássio restaura a polaridade para os níveis de repouso e posteriormente, ela passa um tempo inexcitável, sendo este chamado de período refratário) - íon mais importante dessa fase é o potássio. ● Tudo ou nada: ou sempre faz e faz até o limiar ou não faz e o estímulo não é propagado. Ou alcança o limiar e chega no máximo. Ou não alcança e não propaga o impulso. ● Limiar de Excitação: o estímulo inicial precisa causar uma alteração elétrica suficiente para que a voltagem chegue, nesse caso, a -55mV, isto é, o limiar. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf -> Período refratário: Enquanto a membrana está nesse período, vai ser resistente à chegada de um novo potencial. ● Período refratário absoluto: os canais de Na+ que desencadeiam o estímulo estão todos inativos (ocorre na despolarização - fase ascendente) -> não há a menor possibilidade de chegar estímulo ● Período refratário relativo: os canais de Na+ que desencadeiam o estímulo estão parcialmente inativos. (Final da repolarização e início da hiperpolarização) -> aceita estímulo supralimiar OBS: A zona de gatilho (início do axônio) é uma região rica em canais de sódio voltagem-dependentes Importância da hiperpolarização: dificulta a ocorrência de um novo potencial de ação (canais de sódio estão inativos) e por isso direciona o potencial de ação para uma única direção. No macro, permite que a comunicação neuronal aconteça. ● O potencial de ação é autorregenerativo e autopropagável, isto é, algo que se multiplica em casa local vizinho da membrana cujo potencial é levado ao limiar pelas correntes locais (mesma amplitude, da mesma forma da origem) > Importante: Nas regiões dos nódulos de Ranvier (espaços entre as bainhas de mielina), por causa da propriedade isolante da bainha de mielina, a onda de despolarização “salta” diretamente de um nódulo para o outro (sendo por isso denominada condução saltatória), acarretando o aumento da velocidade de impulso. Sinapses: É o local de comunicação entre dois neurônios. - Transmissão Sináptica: passagem de informação através da sinapse. ● As transmissões são mutáveis. Consiste em uma dupla conversão de códigos: a informação é veiculada eletricamente por meio de potencial de ação e no terminal axônico vira resposta química. As moléculas são percebidas pelo segundo neurônio e volta a ser veiculada eletricamente. Na conversão, o conteúdo é quase sempre modificado. 1. Sinapses elétricas: As sinapses elétricas são as mais comuns no desenvolvimento e recebe o nome de junção comunicante (e não sinapse). As membranas da região de contato têm Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf canais iônicos especiais chamados de conexons que são formados por 6 subunidades protéicas – conexinas – que se acoplam quimicamente formando poros. Não há intermediários químicos e por isso a resposta é ultra rápida. A transmissão elétrica pode ser controlada pelas células acopladas e o acoplamento é regulado por variações metabólicas, como cálcio e pH. Existem algumas junções comunicantes unidirecionais (chamadas de junções retificadoras).- A rapidez de transmissão das sinapses elétricas é importante para a sincronização de numerosas populações acopladas. 2. Sinapses químicas: O espaço entre as membranas nessa região é conhecido como fenda sináptica e mede 20-50 nm, bastante maior que o das junções comunicantes (3nm). Como a transmissão sináptica é unidirecional, chamaremos a região sináptica da primeira célula de elemento pré-sináptico, e a região sináptica da segunda célula de elemento pós- sináptico. - O elemento pré-sináptico tem como característica a presença de vesículas sinápticas, que ficam perto das membranas e os grânulos secretores. Dessa forma: 1. As informações que chegam ao elemento pré-sináptico vêm na forma de potenciais de ação propagados pelo axônio até os terminais. A fenda sináptica e a ausência de conexons faz com que a informação elétrica se transforme em química. 2. Os potenciais de ação liberam os neurotransmissores e eles se difundem até o neurônio pós- sináptico, onde pode ocorrer: (1) a reconversão da informação química em elétrica ou (2) a transferência de informações químicas para uma cadeia de sinais moleculares no interior da célula. 3. Sinapses entre neurônios têm como finalidade aumentar, diminuir ou bloquear a atividade do neurônio pós-sináptico. Por isso, os potenciais de ação que chegam no terminal pré-sináptico nem sempre liberam mediadores capazes de provocar a mesma resposta no pós-sináptico. Isso é a modulação da informação transmitida Tipos Morfológicos e Funcionais da Sinapse - Sinapse Excitatória: potencial de ação pós-sináptico despolarizante, que aproxima o potencial de repouso do nível limiar da zona de disparo. - Sinapse Inibitória: potencial de ação pós-sináptico é hiperpolarizante, o qual afasta o potencial de repouso do limiar da zona de disparo do neurônio. − Classificação das Sinapses: ● Quanto a Natureza: axodendrítica, axossomática (é a mais eficaz quando mais próxima da zona de disparo), axoaxônicas, dendrodendrítica e somatossomática. ● Quanto à Simetria: assimétricas (membrana pós-sináptica mais espessa que a pré-sináptica, vesículas esféricas, geralmente excitatória) e simétricas (mesma espessura, vesículas achatadas, geralmente inibitórias). Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf Transmissão sináptica: 1. Síntese, transporte e armazenamento do neuromediador: Nossa atual compreensão é de que os principais neurotransmissores estão dentro de uma de três categorias químicas: (1) aminoácidos, (2) aminas e (3) peptídeos. Diferentes neurotransmissores são sintetizados de diferentes maneiras. Por exemplo, o glutamato e a glicina estão entre os 20 aminoácidos que são os blocos de construção utilizados na síntese proteica, consequentemente, eles são abundantes em todas as células do corpo, incluindo os neurônios. Em contrapartida, o GABA e as aminas são produzidos apenas pelos neurônios que os liberam. Esses neurônios contêm enzimas específicas que os sintetizam a partir de vários precursores metabólicos. As enzimas envolvidas na síntese de ambos os neurotransmissores, aminoácidos e aminas, são transportadas até o terminal axonal, e, nesse local, elas rapidamente promovem a síntese de neurotransmissores. Uma vez sintetizados no citosol do terminal axonal, os neurotransmissores aminoácidos e aminas devem ser captados pelas vesículas sinápticas. Concentrar esses neurotransmissores dentro da vesícula é o trabalho dos transportadores, proteínas especiais embutidas na membrana vesicular. Mecanismos bastante distintos são usados para sintetizar e armazenar neurotransmissores nos grânulos secretores: (a) Peptídeos: O peptídeo precursor é sintetizado no retículo endoplasmático rugoso. O precursor peptídico é clivado no aparelho de Golgi, produzindo o neurotransmissor ativo. As vesículas secretoras contendo os peptídeos processados originam- se do aparelho de Golgi. Os grânulos secretores são transportados ao longo do axônio até o terminal onde os peptídeos são armazenados. (b) Neurotransmissores dos tipos aminoácidos e aminas: As enzimas convertem moléculas precursoras em neurotransmissores no citosol. Os transportadores proteicos carregam os neurotransmissores para dentro da vesícula sináptica no terminal axonal, onde ficam armazenados. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf 2. Deflagração e controle da liberação do neuromediador na fenda sináptica: A liberação de neurotransmissores é desencadeada pela chegada de um potencial de ação ao terminal axonal. A despolarização da membrana do terminal causa a abertura de canais de cálcio dependentes de voltagem nas zonas ativas. A elevação resultante na concentração de cálcio é o sinal que causa a liberação dos neurotransmissores da vesícula sináptica. O cálcio entra e se liga a proteínas que ativarão as vesículas (sustentadas pelo citoesqueleto) que contém os neurotransmissores. As vesículas liberam seus conteúdos por um processo denominado exocitose. A membrana da vesícula sináptica funde-se com a membrana pré-sináptica nas zonas ativas, permitindo que o conteúdo da vesícula seja derramado na fenda sináptica. OBS: Diferentemente da liberação rápida de neurotransmissores como os aminoácidos e as aminas, a liberação dos peptídeos é um processo vagaroso. 3. Difusão, reconhecimento do neuromediador pela célula pós- sináptica e deflagração do potencial pós-sináptico Os neurotransmissores liberados dentro da fenda sináptica afetam os neurônios pós-sinápticos por se ligarem a proteínas receptoras específicas que estão embutidas nas densidades pós-sinápticas. A ligação do neurotransmissor ao receptor é como inserir uma chave em uma fechadura: isso causa uma mudança conformacional na proteína, e esta, então, pode funcionar diferentemente. - Receptores ionotrópicos: canais iônicos dependentes de ligante. Quando o neurotransmissor se liga a sítios específicos na região extracelular do canal, ele induz uma mudança conformacional – uma delicada torção das subunidades –, a qual, em microssegundos, causa a abertura do canal, causando a passagem de íons. Se predominar o fluxo de SÓDIO de fora para dentro da célula, a ligação mediador- receptor é DESPOLARIZANTE, ou seja, EXCITATÓRIA (porque a despolarização aproxima a membrana do neurônio pós- sináptico do limiar de disparo de potenciais de ação, chama-se o potencial despolarizante de PEPS - potencial excitatório pós sináptico) Se predominar o fluxo de CLORO de fora para dentro ou de POTÁSSIO de dentro pra fora da célula, a ligação mediador- receptor é HIPERPOLARIZANTE, ou seja, INIBITÓRIA (porque afasta o neurônio pós-sináptico do limiar, dificultando a deflagração do potencial de ação, chama- se o potencial hiperpolarizante de PIPS - potencial inibitório pós sináptico) Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf OBS: esses potenciais são potenciais graduados e acontecem no corpo celular, nos dendritos e nos receptores sensoriais. ● não é tudo ou nada: é graduado, proporcional à intensidade do estímulo. ● Pode ser somado: pode somar vários potenciais graduados gerados sincronicamente ● É o estímulo necessário para fazer gerar o potencial de ação - O somatório dos dois (PEPS e PIPS) determina se ocorrerá ou não potencial de ação: > Somação espacial: A integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem em locais diferentes (várias sinapses), mas ao mesmo tempo — é conhecidacomo somatório espacial. > Somação temporal: A integração de potenciais pós-sinápticos que ocorrem no mesmo lugar (mesma sinapse), mas em momentos ligeiramente diferentes — é chamada de somatório temporal. - Receptores metabotrópicos: receptor acoplado à proteína G Produz ações pós-sinápticas mais lentas, mais duradouras e muito mais diversificadas. Esse tipo de ação do neurotransmissor envolve três passos: 1. O neurotransmissor liga-se ao receptor na membrana pós-sináptica. 2. O receptor proteico ativa pequenas proteínas, denominadas proteínas G,* as quais se movem livremente ao longo da face intracelular da membrana pós-sináptica. 3. As proteínas G ativadas, por sua vez, ativam proteínas efetoras. As proteínas efetoras podem ser canais iônicos (ativados por proteínas G) presentes na membrana ou podem ser enzimas que sintetizam moléculas, denominadas segundos mensageiros, que se difundem para o citosol. 4. Desativação do neuromediador: Uma vez que os neurotransmissores liberados tenham interagido com receptores pós-sinápticos, eles devem ser removidos da fenda sináptica para permitir um novo ciclo de transmissão sináptica. Uma maneira de isso acontecer é pela simples difusão das moléculas de neurotransmissor através do líquido extracelular para longe das sinapses. Entretanto, para a maioria dos neurotransmissores dos tipos aminoácidos e aminas, a difusão é auxiliada por sua recaptação para dentro do terminal pré- sináptico. A recaptação ocorre por ação de transportadores proteicos específicos para neurotransmissores presentes na membrana pré-sináptica. Uma vez dentro do citosol do terminal, os neurotransmissores podem ser recarregados nas vesículas sinápticas ou degradados por enzimas, sendo seus produtos reciclados. Transportadores de neurotransmissores também existem nas membranas da glia, que envolvem a sinapse e auxiliam na remoção de neurotransmissores da fenda sináptica. A ação do neurotransmissor também pode ser terminada por degradação enzimática na própria fenda sináptica. Neurotransmissores: ● Aminoácidos: GABA; Glu; Gly; Asp (são degradados na glia) ● Aminas e catecolaminas: Ach (degradação enzimática), Adrenalina, Noradrenalina, Dopamina, Histamina (são recaptados para o neurônio pré- sináptico) OBS: Neurotransmissores são sintetizados no terminal pré-sináptico, já os neuropeptídeos são sintetizados no corpo celular. A diferença é que a capacidade de disponibilizar um neuropeptídeo é muito Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf mais devagar do que a possibilidade de reciclar e ressintetizar os neurotransmissores. Em resumo, a sequência da transmissão sináptica é: 1. Chegada do potencial de ação até o terminal axônico (promove a abertura dos canais de sódio, que permitem a entrada do sódio, gerando uma despolarização e a célula fica mais positiva) 2. No terminal existem canais de cálcio voltagem-dependentes, que serão abertos pela despolarização ocasionada pela entrada de sódio. 3. O cálcio é um íon que predomina no meio extracelular e tende a entrar na célula 4. O cálcio entra e se liga a proteínas que ativarão as vesículas (sustentadas pelo citoesqueleto) que contém os neurotransmissores. Essas proteínas estão relacionadas ao citoesqueleto, fazendo-o de movimentar 5. As vesículas se movem em direção à borda e se fundem à membrana plasmática (através do complexo snare (proteínas que estão na vesícula - v-snare - e na membrana do neurônio - t-snare) 6. Assim os neurotransmissores caem na fenda sináptica 7. Na fenda, esses neurotransmissores se ligam ao receptor específico, promove sua ação e retorna para a fenda 8. Os neurotransmissores podem ser eliminados da fenda por: degradação enzimática - por monoamina oxidase (a acetilcolinesterase degrada a acetilcolina em acetato e colina e a colina volta para serem sintetizadas novas acetilcolinas); uma bomba que capte o neurotransmissor de volta para o terminal sináptico, onde será degradado e ressintetizado (mais comum); neurotransmissores são levados para a glia (astrócitos), onde são degradados e seus componentes são reencaminhados para o terminal pré-sináptico para síntese de novo neurotransmissor. Uma parte dos neurotransmissores irão se difundir e irão se perder. Neurotransmissores: Com o passar dos anos, os neurocientistas foram estabelecendo certos critérios que devem ser atingidos para que uma molécula possa ser considerada um neurotransmissor. 1. A molécula deve ser sintetizada e estocada no neurônio pré- sináptico. 2. A molécula deve ser liberada pelo terminal axonal pré-sináptico sob estimulação. 3. A molécula, quando aplicada experimentalmente, deve produzir na célula pós-sináptica uma resposta que mimetiza a resposta produzida pela liberação do neurotransmissor do neurônio pré- sináptico. Tipos de neurotransmissores: A) Neurônios serotoninérgicos: Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf Produzem serotonina pelos núcleos da rafe (agrupamento de neurônios localizados na região dorsal do tronco encefálico). A serotonina produzida pode seguir para: 1. Região bulbar e região de medula 2. Cerebelo e região pontinha 3. Córtex pré-frontal (através do feixe prosencefálico medial) -> Caracteriza a via MESOCORTICAL Uma vez recebida pelo córtex pré-frontal, essa serotonina será projetada difusamente para outros córtex do SNC. Contudo, a serotonina também pode ser projetada para áreas do SISTEMA LÍMBICO (hipotálamo, hipocampo, amígdala) Está envolvida com: ciclo sono-vigília, comportamentos emocionais e humor. Acredita-se que a serotonina esteja envolvida na formação e consolidação da memória, bem como no controle do humor e das emoções associadas à memória. B) Neurônios dopaminérgicos: Possui 4 vias específicas: - Via nigroestriada: Essa via é a principal por compor cerca de 75% da dopamina do cérebro. Os corpos celulares encontram-se na substância negra, localizada no mesencéfalo, e os axônios se direcionam ao corpo estriado, onde terminam. Essa via possui íntima relação com o controle da atividade motora. Esse controle dos nossos movimentos é realizado de forma que, quando desejamos realizar um movimento não precisamos pensar, ou seja, conseguimos movimentar “automaticamente” ● O sistema extrapiramidal engloba algumas estruturas como tálamo, cerebelo, gânglios da base (núcleo lentiforme – formado pelo putâmen e globo pálido -, núcleo caudado, substância negra e núcleo subtalâmico). Esse conjunto de estruturas atuam realizando o controle motor. - Via túbero-hipofisal ou túbero- infundibular: Os neurônios dopaminérgicos partem do hipotálamo para a eminência mediana e para a hipófise. Assim, interfere e modula as secreções hipofisárias. A dopamina atua nessa via como um neurotransmissor inibitório, inibindo a produção de um dos hormônios produzidos pela hipófise anterior, que é a prolactina. - Via mesocortical: Os corpos celulares estão localizados na área tegmental ventral e suas fibras se projetam para o córtex frontal. Essa via está relacionada com aspectos emocionais e comportamentais, como o controle do comportamento afetivo. Possui ampla relação com a via mesolímbica - Via mesolímbica: A via mesolímbica, também conhecida como via de recompensa, é composta por neurônios dopaminérgicos, sendo que os corpos celulares estão localizados na área tegmental ventral no mesencéfalo, e as fibras nervosas dirigem-se ao nucleus Problema 2 – FechamentoMódulo: Percepção @leticiafernandesgf accumbens e o núcleo amigdaloide, os quais fazem parte do sistema límbico. Essa via está relacionada ao nosso sistema de recompensa, atuando sobre nossas respostas comportamentais e controle do comportamento afetivo. A dopamina liberada nessa via e atuando no núcleo accumbens, promove a regulação do incentivo e da recompensa. Tem importância também na percepção do prazer. A dopamina está envolvida em regular a atenção, a busca por recompensas e a persistência em tarefas desafiadoras, todas as quais são aspectos importantes da motivação. C) Neurônios noradrenérgicos: Corpo celulares se localizam no locus cerúleos e, pelo feixe prosencefálico medial, a noradrenalina é projetada ao córtex pré-frontal. A noradrenalina também é projetada para regiões como o cerebelo e sistema límbico. Esse sistema está relacionado à atenção, alerta, ciclos sono-vigília, aprendizado, memória, ansiedade, dor e humor. Os neurônios do locus ceruleus são ativados mais intensamente por estímulos sensoriais novos, inesperados ou não dolorosos que ocorrem no ambiente. O locus ceruleus pode participar do alerta geral do encéfalo durante eventos interessantes no mundo exterior. Uma vez que a NA pode tornar neurônios do córtex cerebral mais responsivos a estímulos sensoriais salientes, o locus ceruleus pode funcionar, de uma forma mais geral, aumentando a capacidade encefálica de responder a estímulos, acelerando o processamento da informação ponto a ponto pelos sistemas sensorial e motor e tornando esses estímulos mais eficientes. D) Neurônios colinérgicos: O sistema colinérgico mais bem conhecido se localiza nos núcleos mediais do septo, que fornecem inervação colinérgica ao hipocampo, e o núcleo basal de Meynert, que fornece a maior parte da inervação colinérgica do neocórtex. Um segundo sistema colinérgico de projeção difusa é chamado de complexo pontomesencefalotegmentar. Ele inclui células da ponte e do tegmento mesencefálico que utilizam ACh. Esse sistema atua principalmente no tálamo dorsal, onde, juntamente com os sistemas noradrenérgico e serotoninérgico, regula a excitabilidade de núcleos retransmissores (ou relés) sensoriais. Essas células também projetam vias ascendentes ao Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf telencéfalo, fornecendo um elo colinérgico entre o tronco encefálico e os complexos prosencefálicos basais. Está associado ao ciclo do sono-vigília, alerta, aprendizado, memória. Assim como os sistemas noradrenérgico e serotoninérgico, o sistema colinérgico tem sido implicado na regulação geral da excitabilidade cerebral durante o alerta e os ciclos sono-vigília. O complexo do prosencéfalo basal também pode ter um papel especial no aprendizado e na formação da memória. E) Neurônios glutamatérgicas: As principais vias glutamatérgicas: - Vias Corticais: O glutamato é amplamente utilizado nas vias corticais, que estão envolvidas em várias funções cognitivas, como percepção, memória, atenção e pensamento. Essas vias conectam diferentes regiões do córtex cerebral, permitindo a comunicação entre elas. - Vias Hipocampais: O hipocampo é uma região crucial para a formação e a consolidação da memória. As vias glutamatérgicas no hipocampo desempenham um papel importante na transmissão de sinais e na plasticidade sináptica associada à memória. - Vias Basais-Ganglionares: As vias glutamatérgicas no sistema de gânglios basais, que inclui estruturas como o núcleo estriado, o globo pálido e o núcleo subtalâmico, estão envolvidas no controle motor, aprendizado de habilidades motoras e regulação do movimento. - Vias Talamocorticais: O glutamato é essencial nas vias talamocorticais, que conectam o tálamo (uma estrutura subcortical) ao córtex cerebral. Essas vias são responsáveis pela transmissão de informações sensoriais, como visão, audição, olfato, paladar e tato. - Vias do Cerebelo: O cerebelo contém vias glutamatérgicas que são cruciais para a coordenação e o controle motor, bem como para o aprendizado de habilidades motoras. Problema 2 – Fechamento Módulo: Percepção @leticiafernandesgf F) GABA: O GABA é o principal neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central e desempenha um papel essencial na regulação da atividade neural. Aqui estão algumas das principais vias gabaérgicas no cérebro: - Vias Corticais-GABAérgicas: As vias gabaérgicas corticais estão envolvidas na regulação da atividade excitatória no córtex cerebral. Os interneurônios gabaérgicos no córtex cerebral inibem a atividade de outros neurônios, ajudando a equilibrar a excitação e a inibição na rede cortical. - Vias Talamocorticais: As vias gabaérgicas também desempenham um papel importante nas vias talamocorticais. Os neurônios gabaérgicos no tálamo têm a função de modular o fluxo de informações sensoriais para o córtex cerebral, controlando a transmissão sináptica e a atividade dos neurônios talâmicos. - Vias Basais-Ganglionares: O sistema de gânglios basais, que inclui o núcleo estriado, o globo pálido e o núcleo subtalâmico, possui uma importante via gabaérgica. O GABA é o principal neurotransmissor utilizado nas vias inibitórias do sistema de gânglios basais e desempenha um papel crítico na regulação do movimento e na supressão de atividade indesejada. - Vias Hipotalâmicas- GABAérgicas: O hipotálamo é uma região importante para a regulação do sistema endócrino e de várias funções autonômicas. As vias gabaérgicas hipotalâmicas estão envolvidas no controle da secreção hormonal, na regulação do ciclo sono-vigília, na temperatura corporal e em outras funções fisiológicas. - Vias Locus Cerúleo- GABAérgicas: O locus cerúleo é uma região do tronco cerebral envolvida na regulação do estado de alerta e da resposta ao estresse. Neurônios gabaérgicos nessa região exercem um efeito inibitório sobre outras regiões do cérebro, desempenhando um papel na modulação do estado de alerta.